DE102021106166A1

DE102021106166A1 - Underride protection arrangement, battery arrangement, motor vehicle and method for detecting an impact of an object on an underride protection element

Info

Publication number: DE102021106166A1
Application number: DE102021106166.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Stoll; Julius Rausch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2022-09-15
Also published as: CN115071426A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterfahrschutzanordnung (14) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Unterfahrschutzelement (24) mit einer ersten Wand (30, 32) und einer der ersten Wand (30, 32) gegenüberliegenden zweiten Wand (32, 30), die in einem Abstand (d0) zur ersten Wand (30, 32) angeordnet ist, und einem zumindest in einem Bereich (B1, B2, B3, B4) zwischen der ersten und zweiten Wand (30, 32) angeordneten Zwischenschichtabschnitt (34) aus einem zumindest zum Teil flexiblen Material. Dabei ist in dem Zwischenschichtabschnitt (34) wenigstens eine Hohlkammer (36) integriert, die zumindest bis auf einen Kopplungsbereich (38) hermetisch abgeschlossen ist, wobei die Unterfahrschutzanordnung (14) eine Druckerfassungseinrichtung (40) aufweist, die über den Kopplungsbereich (38) mit der Hohlkammer (36) gekoppelt ist, und dazu ausgelegt ist, eine Druckänderung in der Hohlkammer (36) zu erfassen.The invention relates to an underride protection arrangement (14) for a motor vehicle, comprising an underride protection element (24) with a first wall (30, 32) and a second wall (32, 30) opposite the first wall (30, 32) and spaced apart (d0) to the first wall (30, 32), and an intermediate layer section (34) arranged at least in an area (B1, B2, B3, B4) between the first and second wall (30, 32) and made of an at least partially flexible material. At least one hollow chamber (36) is integrated in the intermediate layer section (34), which is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area (38), the underrun protection arrangement (14) having a pressure detection device (40) which, via the coupling area (38), of the hollow chamber (36) and is adapted to detect a pressure change in the hollow chamber (36).

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterfahrschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Unterfahrschutzanordnung ein Unterfahrschutzelement umfasst, das eine erste Wand und eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand aufweist, die in einem Abstand zur ersten Wand angeordnet ist. Weiterhin umfasst das Unterfahrschutzelement einen zumindest in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand angeordneten Zwischenschichtabschnitt aus einem zumindest zum Teil flexiblen Material. Die Erfindung betrifft zudem eine Batterieanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Erfassen eines Aufpralls eines Objekts auf ein Unterfahrschutzelement.The invention relates to an underride protection arrangement for a motor vehicle, the underride protection arrangement comprising an underride protection element which has a first wall and a second wall which is opposite the first wall and is arranged at a distance from the first wall. Furthermore, the underrun protection element comprises an intermediate layer section made of an at least partially flexible material and arranged at least in a region between the first and second wall. The invention also relates to a battery arrangement, a motor vehicle and a method for detecting an impact of an object on an underride protection element.

Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeugen, befindet sich typischerweise die Batterie, die als Hochvoltbatterie ausgebildet ist, in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs. Unterhalb der Hochvoltbatterie ist ein Unterfahrschutz angeordnet, um die Batterie zu schützen. Zumindest gemäß internem Stand der Technik kann ein solcher Unterfahrschutz zum Beispiel aus zwei Seitenwänden mit einer dazwischen befindlichen versteifenden Zwischenschicht aufgebaut sein. Um einen Aufprall von Objekten auf den Unterfahrschutz zu detektieren, der möglicherweise zu einer Deformation oder Beschädigung der Hochvoltbatterie führen kann, kann eine Drucksensierung durch definierte Hohlkammern zwischen dem Unterfahrschutz und der Batterie zum Einsatz kommen. Um eine solche Kammer zwischen der Oberseite des Unterfahrschutzes und der Unterseite des Batteriegehäuses bereitzustellen, kommen oftmals Polyurethandichtungen zwischen dem Unterfahrschutz und dem Batteriegehäuse zum Einsatz, damit die Kammern luftdicht verschlossen werden können. Derartige Abdichtmaßnahmen sind zum einen relativ aufwendig und mit nicht geringen Kosten verbunden und zum anderen bedarf es darüber hinausgehender Korrosionsmaßnahmen am Zusammenbauteil der Batterie. Dies hat den Hintergrund, dass ohne Dichtungen zwischen dem Unterfahrschutz und der Batterie das Wasser, welches durch Umgebungseinflüsse zwischen Unterfahrschutz und Batterie gelangen kann, sehr einfach wieder durch Spalte abfließen kann. Durch das Vorsehen diverser Dichtungen zur Bildung von mehreren Kammern zwischen dem Unterfahrschutz und dem Batteriegehäuse ist das Abfließen des Wassers erschwert. Auch im Falle von Abflusslöchern bilden sich im Übergangsbereich zwischen den Kammern Bereiche, in denen sich Wasser oder Feuchtigkeit sammelt und nicht abfließen kann. Dies resultiert in einem erhöhten Korrosionsrisiko für die umliegenden Bauteile. Entsprechend wäre es wünschenswert, die Drucksensierung im Hinblick auf diese Problematiken verbessern zu können.In motor vehicles, in particular electric or hybrid vehicles, the battery, which is designed as a high-voltage battery, is typically located in an underbody area of the motor vehicle. An underride guard is located below the high-voltage battery to protect the battery. At least according to the internal state of the art, such an underrun protection can be constructed, for example, from two side walls with a stiffening intermediate layer in between. Pressure sensing through defined hollow chambers between the underride protection and the battery can be used to detect an impact of objects on the underride protection, which could possibly lead to deformation or damage to the high-voltage battery. To provide such a chamber between the top of the skid plate and the bottom of the battery case, polyurethane gaskets are often used between the skid plate and the battery case to allow the chambers to be hermetically sealed. Such sealing measures are, on the one hand, relatively complicated and associated with considerable costs and, on the other hand, corrosion measures that go beyond this are required on the assembled component of the battery. The reason for this is that without seals between the underride protection and the battery, the water that can get between the underride protection and the battery due to environmental influences can very easily drain off again through gaps. The provision of various seals to form several chambers between the underrun protection and the battery housing makes it difficult for the water to drain off. Even in the case of drainage holes, areas are formed in the transition area between the chambers in which water or moisture collects and cannot drain. This results in an increased risk of corrosion for the surrounding components. Accordingly, it would be desirable to be able to improve the pressure sensing with regard to these problems.

Die DE 10 2018 129 158 A1 beschreibt eine Sicherheitsvorrichtung für eine Batterie, die ein Unterbodenteil, eine Mehrzahl von Sensoren und eine Auswertevorrichtung aufweist. Die Sensoren können dabei ein Sensorsignal in Abhängigkeit von einer Verformung des Unterbodenteils erzeugen. Beispielsweise können die Sensoren zwischen dem Unterbodenteil und einem Batteriemodul angeordnet sein. Dabei können die Sensoren unter anderem auch als Druckschläuche mit Drucksensoren ausgebildet sein. Die oben beschriebenen Probleme bleiben hierbei jedoch ebenso bestehen.the DE 10 2018 129 158 A1 describes a safety device for a battery, which has an underbody part, a plurality of sensors and an evaluation device. The sensors can generate a sensor signal as a function of a deformation of the underbody part. For example, the sensors can be arranged between the underbody part and a battery module. The sensors can also be designed, among other things, as pressure hoses with pressure sensors. However, the problems described above also remain.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2014 203 255 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung eines Seitenaufpralls eines Objekts auf eine Fahrzeugtür, die eine Türaußenseite und eine Türinnenseite aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass sich zwischen diesen ein luftgefülltes Türinnenvolumen befindet. Weiterhin ist eine Sensorik vorgesehen, die den Türinnendruck im Türinnenvolumen erfassen kann, um den Seitenaufprall zu detektieren.Furthermore, the DE 10 2014 203 255 A1 a device for detecting a side impact of an object on a vehicle door, which has a door outside and a door inside which are connected to one another such that there is an air-filled door interior volume between them. Furthermore, a sensor system is provided, which can detect the pressure inside the door in the volume inside the door in order to detect the side impact.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2016 122 288 A1 eine Fahrzeugfrontstruktur für ein Kraftfahrzeug mit einem Sicherheitssystem mit einem Druckschlauch zur Erfassung eines Fußgängeraufpralls an einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs.Furthermore describes the DE 10 2016 122 288 A1 a vehicle front structure for a motor vehicle with a safety system with a pressure hose for detecting a pedestrian impact at a front area of the motor vehicle.

Drucksensierungssysteme, die für andere Kraftfahrzeugbereiche, wie zum Beispiel einen Türbereich oder Frontbereich, vorgesehen sind, sind grundsätzlich anders auszulegen, da für den Unterbodenbereich andere Anforderungen gelten. Zum Beispiel sind die oben genannten Bauteilanordnungen nicht horizontal ausgerichtet, wie dies für den Unterfahrschutzbereich und die Batterie der Fall ist, was Auswirkungen auf mögliche Wasseransammlungen hat.Pressure-sensing systems that are provided for other areas of the motor vehicle, such as a door area or front area, must be designed fundamentally differently, since different requirements apply to the underbody area. For example, the above component assemblies are not aligned horizontally as is the case for the skid plate and battery, impacting potential water accumulation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Unterfahrschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug, eine Batterieanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, einen Aufprall eines Objekts mit vorbestimmter Mindeststärke auf ein Unterfahrschutzelement möglichst einfach und effizient erfassen zu können.The object of the present invention is therefore to provide an underride protection arrangement for a motor vehicle, a battery arrangement, a motor vehicle and a method that make it possible to detect an impact of an object with a predetermined minimum force on an underride protection element as simply and efficiently as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Unterfahrschutzanordnung, eine Batterieanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by an underride protection arrangement, a battery arrangement, a motor vehicle and a method having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Unterfahrschutzanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Unterfahrschutzelement mit einer ersten Wand und einer der ersten Wand gegenüberliegenden zweiten Wand, die in einem Abstand zur ersten Wand angeordnet ist, und einem zumindest in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand angeordneten Zwischenschichtabschnitt aus einem zumindest zum Teil flexiblen Material. Dabei ist in dem Zwischenschichtabschnitt wenigstens eine Hohlkammer integriert, die zumindest bis auf einen Kopplungsbereich hermetisch abgeschlossen ist, wobei die Unterfahrschutzanordnung eine Druckerfassungseinrichtung aufweist, die über den Kopplungsbereich mit der Hohlkammer gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, eine Druckänderung in der Hohlkammer zu erfassen.An underride protection arrangement according to the invention for a motor vehicle includes an underride Protective element with a first wall and a second wall opposite the first wall, which is arranged at a distance from the first wall, and an intermediate layer section made of an at least partially flexible material arranged at least in a region between the first and second wall. At least one hollow chamber is integrated in the intermediate layer section, which is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area, the underrun protection arrangement having a pressure detection device which is coupled to the hollow chamber via the coupling area and is designed to detect a pressure change in the hollow chamber.

Die Erfindung hat dabei den großen Vorteil, dass die mindestens eine Hohlkammer zur Drucksensierung nunmehr direkt in den Unterfahrschutz, nämlich vorliegend in das Unterfahrschutzelement, integriert ist, und sich entsprechend nicht mehr zwischen dem Unterfahrschutzelement und zum Beispiel einem darüber angeordneten Gehäuseboden eines Batteriegehäuses befindet. Dies ermöglicht es wiederum, auf diverse Dichtmaßnahmen zwischen dem Unterfahrschutz und einem solchen Gehäuseboden zu verzichten, was wiederum den Ablauf von Wasser zwischen dem Unterfahrschutz und dem Batteriegehäuse erleichtert und das Korrosionsrisiko verringert. Zudem lässt sich eine solche Hohlkammer auf besonders einfache und kostengünstige Weise in den Unterfahrschutz, das heißt das Unterfahrschutzelement, integrieren. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass zur Versteifung des Unterfahrschutzelements ein Zwischenschichtabschnitt, wie zum Beispiel ein Schaumeinleger, zum Einsatz kommen kann, der eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, und damit die Gesamtbiegesteifigkeit des Unterfahrschutzelements erhöht, wobei ein solcher Zwischenschichtabschnitt gleichzeitig dazu ausgelegt ist, auf einfache Weise eine hermetisch abgedichtete Hohlkammer zur Drucksensierung bereitzustellen. Es müssen also nicht irgendwelche zusätzlichen aufwendigen Dichtmaßnahmen vorgesehen werden. Auf die eingangs genannten Polyurethandichtungen kann somit gänzlich verzichtet werden, wodurch Kosten eingespart werden können. Insbesondere kann ein solches Unterfahrschutzelement wie üblich hergestellt werden, sodass eben nunmehr die Zwischenschichtabschnitte mit zusätzlichen Hohlkammern versehen werden, die mit der Druckerfassungseinrichtung zur Drucksensierung gekoppelt sind. Da zudem keine gesonderten Dichtmaßnahmen erforderlich sind, ist es in diesem Fall auch möglich, solche Druckkammern oder Drucksensierungsbereiche hinsichtlich ihrer geometrischen Ausbildung auf einfache Weise an die gewünschten Gegebenheiten anzupassen. Somit erleichtert dies auch die Befestigung des Unterfahrschutzelements am Kraftfahrzeug, zum Beispiel durch Verschraubungen in zentralen Bereichen des Unterfahrschutzelements.The invention has the great advantage that the at least one hollow chamber for pressure sensing is now integrated directly into the underride protection, namely in the present case in the underride protection element, and is accordingly no longer located between the underride protection element and, for example, a housing base of a battery housing arranged above it. This in turn makes it possible to dispense with various sealing measures between the underride protection and such a housing base, which in turn facilitates the drainage of water between the underride protection and the battery housing and reduces the risk of corrosion. In addition, such a hollow chamber can be integrated into the underride protection, ie the underride protection element, in a particularly simple and cost-effective manner. This is based on the finding that an intermediate layer section, such as a foam insert, can be used to stiffen the underride protection element, which has high flexural rigidity and thus increases the overall flexural rigidity of the underride protection element, with such an intermediate layer section being designed at the same time to Way to provide a hermetically sealed cavity for pressure sensing. It must therefore not be provided any additional complex sealing measures. The polyurethane seals mentioned at the outset can thus be dispensed with entirely, which means that costs can be saved. In particular, such an underride protection element can be manufactured as usual, so that the intermediate layer sections are now provided with additional hollow chambers, which are coupled to the pressure detection device for pressure sensing. In addition, since no special sealing measures are required, it is also possible in this case to easily adapt such pressure chambers or pressure-sensing areas to the desired conditions with regard to their geometric design. This also makes it easier to attach the underride protection element to the motor vehicle, for example by screwing in central areas of the underride protection element.

Im Allgemeinen kann es sich bei dem Unterfahrschutzelement um einen Unterfahrschutz für ein Kraftfahrzeug handeln, der sich über den gesamten Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeugs, der sich zumindest zwischen den Radachsen befindet, oder auch darüber hinaus, erstreckt. Es kann sich aber auch lediglich um einen Teil eines solchen Unterfahrschutzes handeln. Dieser kann zum Beispiel auch aus mehreren Einzelteilen, zum Beispiel aus mehreren Unterfahrschutzelementen, zusammengesetzt werden. Dass die Hohlkammer zumindest bis auf einen Kopplungsbereich hermetisch abgeschlossen ist, ist dabei so zu verstehen, dass darunter auch eine vollständig hermetisch abgeschlossene Hohlkammer verstanden werden kann. Um dennoch über den Kopplungsbereich eine Drucksensierung zu ermöglichen, kann es dann zum Beispiel vorgesehen sein, dass dieser Kopplungsbereich mit einer drucksensiblen Membran verschlossen ist, die sich in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen innerhalb der Hohlkammer deformiert. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dieser Kopplungsbereich luftdurchlässig ausgebildet ist, sodass zum Beispiel eine direkte Übertragung der Druckverhältnisse in der Hohlkammer über diesen Kopplungsbereich möglich ist. Beispielsweise kann an den Kopplungsbereich ein zu einem Drucksensor führender Kanal angeschlossen sein, der nicht vollständig innerhalb des Unterfahrschutzelements geführt sein muss, der aber zusammen mit der Hohlkammer ein hermetisch abgeschlossenes Volumen bildet.In general, the underride protection element can be an underride protection for a motor vehicle, which extends over the entire underbody area of a motor vehicle, which is located at least between the wheel axles, or also beyond. However, it can also only be a part of such an underrun protection. This can, for example, also be composed of several individual parts, for example several underride protection elements. The fact that the hollow chamber is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area is to be understood in such a way that it can also be understood as a completely hermetically sealed hollow chamber. In order to still enable pressure sensing via the coupling area, provision can then be made, for example, for this coupling area to be closed with a pressure-sensitive membrane that deforms as a function of the pressure conditions within the hollow chamber. However, it can also be provided that this coupling area is designed to be air-permeable, so that, for example, a direct transmission of the pressure conditions in the hollow chamber is possible via this coupling area. For example, a channel leading to a pressure sensor can be connected to the coupling area, which channel does not have to be routed completely inside the underride protection element, but which forms a hermetically sealed volume together with the hollow chamber.

Dabei stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Druckerfassungseinrichtung einen Drucksensor und eine Druckübertragungseinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine Druckänderung in der Hohlkammer auf den Drucksensor zu übertragen, insbesondere wobei die Druckübertragungseinrichtung einen an den Kopplungsbereich angeschlossenen und zum Drucksensor führenden Druckschlauch umfasst. Über einen solchen Druckschlauch können also auf einfache Weise die in der Hohlkammer herrschenden Druckverhältnisse auf den Drucksensor übertragen werden. Das Innenvolumen eines solchen Druckschlauchs kann dabei wie beschrieben von dem Innenvolumen der Hohlkammer durch eine Membran oder ein anderes Druckausgleichselement separiert sein, sodass die Hohlkammer vollständig hermetisch abgeschlossen ist, oder ein solcher Druckschlauch kann auch mit dem Innenvolumen der Hohlkammer fluidisch verbunden sein, sodass auch ein Luftaustausch zwischen der in der Hohlkammer befindlichen Luft und der Luft im Druckschlauch möglich ist. Im letzten Fall bilden also dann das Innenvolumen der Hohlkammer und das Innenvolumen des Druckschlauchs ein Gesamtvolumen, welches hermetisch abgeschlossen ist. Die Verwendung eines solchen Druckschlauchs beziehungsweise im Allgemeinen einer Druckübertragungseinrichtung hat den großen Vorteil, dass so ein Drucksensor an beliebiger Stelle und insbesondere auch außerhalb der Hohlkammer beziehungsweise sogar außerhalb des Unterfahrschutzes angeordnet werden kann, während sich die Druckverhältnisse in der Hohlkammer beziehungsweise innerhalb des Unterfahrschutzelements auf einfache Weise auf einen an anderer Position angeordneten Drucksensor übertragen lassen. Der Drucksensor ist also außerhalb der Zwischenschicht beziehungsweise des Zwischenschichtabschnitts angeordnet, was die Ausbildung des Unterfahrschutzelements vereinfacht und mehr Flexibilität hinsichtlich der Anordnungsmöglichkeiten eines solchen Drucksensors mit sich bringt.It represents a further advantageous embodiment of the invention when the pressure detection device has a pressure sensor and a pressure transmission device which is designed to transmit a pressure change in the hollow chamber to the pressure sensor, in particular with the pressure transmission device connected to the coupling area and leading to the pressure sensor Includes pressure hose. The pressure conditions prevailing in the hollow chamber can thus be transmitted to the pressure sensor in a simple manner via such a pressure hose. The inner volume of such a pressure hose can, as described, be separated from the inner volume of the hollow chamber by a membrane or another pressure compensation element, so that the hollow chamber is completely hermetically sealed, or such a pressure hose can also be fluidically connected to the inner volume of the hollow chamber, so that a Air exchange between the air in the hollow chamber and the air in the pressure hose is possible. In the latter case, the inner volume of the hollow chamber and the inner volume of the pressure hose form a total volume that is hermetically sealed. The use of such a pressure hose or, in general, a pressure transfer ment device has the great advantage that such a pressure sensor can be arranged at any point and in particular also outside the hollow chamber or even outside the underrun protection element, while the pressure conditions in the hollow chamber or inside the underrun protection element are easily transmitted to a pressure sensor arranged at a different position to let. The pressure sensor is therefore arranged outside of the intermediate layer or the intermediate layer section, which simplifies the design of the underride protection element and entails more flexibility with regard to the arrangement options for such a pressure sensor.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste und/oder zweite Wand aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Dabei müssen die erste und zweite Wand nicht notwendigerweise aus demselben Material hergestellt sein, was jedoch bevorzugt ist, da dies die Herstellung vereinfacht. Ein Faserverbundwerkstoff weist dabei zum Beispiel mehrere Fasern oder ein Fasergewebe auf, welches zum Beispiel in Harz eingebettet ist. Hierdurch lassen sich besonders dünne, aber dennoch sehr robuste und steife Gebilde bereitstellen, was vor allem zur Bereitstellung eines möglichst stabilen Unterfahrschutzes von Vorteil ist. Ein solcher Faserverbundwerkstoff kann zum Beispiel Karbon und/oder Glas, insbesondere Karbonfasern und/oder Glasfasern, umfassen. Besonders bevorzugt ist aber die Verwendung von Glas, welches durch ein besonders hohes Maß an Strapazierfähigkeit, Stabilität und Steifigkeit bereitgestellt werden kann.In a further advantageous embodiment, the first and/or second wall is made of a fiber composite material. The first and second walls do not necessarily have to be made of the same material, but this is preferred since this simplifies manufacture. A fiber composite material has, for example, several fibers or a fiber fabric, which is embedded in resin, for example. This makes it possible to provide particularly thin but nevertheless very robust and rigid structures, which is particularly advantageous for providing an underrun protection that is as stable as possible. Such a fiber composite material can, for example, comprise carbon and/or glass, in particular carbon fibers and/or glass fibers. However, the use of glass, which can be provided by a particularly high degree of durability, stability and rigidity, is particularly preferred.

Zudem ist es bevorzugt, dass die erste und zweite Wand jeweils eine Dicke von zirka 1 Millimeter aufweisen. Die Dicke kann also beispielsweise im Bereich zwischen 0,5 Millimetern und 2 Millimetern liegen und beträgt vorzugsweise 1 Millimeter. Dies ermöglicht eine besonders bauraumeffiziente und dennoch stabile Ausbildung des Unterfahrschutzelements.In addition, it is preferred that the first and second walls each have a thickness of approximately 1 millimeter. The thickness can therefore be in the range between 0.5 millimeters and 2 millimeters, for example, and is preferably 1 millimeter. This enables the underride protection element to be designed in a particularly space-efficient yet stable manner.

Der Zwischenschichtabschnitt ist, wie beschrieben, aus einem zumindest teilweise flexiblen Material gebildet. Zudem weist dieses Material vorzugsweise eine sehr hohe Biegesteifigkeit auf, um damit die Biegesteifigkeit des Unterfahrschutzelements insgesamt zu erhöhen. Beispielsweise kann dieser Zwischenschichtabschnitt mit einer Gesamtdicke im Bereich zwischen zum Beispiel 4 und 8 Millimetern liegen, vorzugsweise im Bereich von zirka 6 Millimetern. Diese Dicke korrespondiert dabei zu dem Abstand zwischen der ersten und zweiten Wand des Unterfahrschutzelements. Damit kann ein Unterfahrschutzelement mit einer Gesamtdicke in einer ersten Richtung von zum Beispiel maximal 1 Zentimeter, insbesondere noch weniger als 1 Zentimeter, bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist der Zwischenschichtabschnitt zudem aus einem Material gebildet, welches zumindest zum Teil elastisch beziehungsweise reversibel deformierbar ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung eines Schaums beziehungsweise Schaumstoffs bereitgestellt werden. Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn der Zwischenschichtabschnitt aus einem Schaumstoff gebildet ist, insbesondere einem geschlossenporigen Kunststoffschaum. Durch die geschlossenporige Ausbildung eines solchen Schaums kann auf einfache Weise die hermetische Abdichtung der Hohlkammer in dem Zwischenschichtabschnitt gewährleistet werden. Zudem ermöglicht ein solcher ausgehärteter Kunststoffschaum einerseits eine besonders hohe Biegesteifigkeit und gleichzeitig ein gewisses Maß an Flexibilität beziehungsweise Elastizität. Dies ermöglicht es wiederum, den Zwischenschichtabschnitt in der genannten ersten Richtung aus zwei Hälften zusammenzusetzen, die jeweils einander zugewandte Vertiefungen oder Mulden aufweisen, durch welche im zusammengesetzten Zustand letztendlich die genannte Hohlkammer bereitgestellt wird. Durch die zumindest teilweise flexible Ausbildung dieses Zwischenschichtabschnitts beziehungsweise des Schaums wird hierdurch eine zusätzliche selbstdichtende Wirkung bereitgestellt. Die beiden genannten Hälften des Zwischenschichtabschnitts können dann auf einfache Weise aufeinandergelegt und zum Beispiel mit einer zwischen ihnen befindlichen Klebeschicht miteinander verklebt werden. So kann auf besonders einfache Weise eine in den Zwischenschichtabschnitt integrierte Hohlkammer ohne zusätzliche Dichtmaßnahmen bereitgestellt werden, da die dichtende Wirkung allein durch das Material des Zwischenschichtabschnitts bereitgestellt werden kann. Die zumindest teilweise flexible Ausbildung des Zwischenschichtabschnittsmaterials hat dabei aber noch eine weitere vorteilhafte Funktion: Sie führt dazu, dass zumindest leichte Druckbeaufschlagungen auf das Unterfahrschutzelement von außen zum Beispiel zu einer nur temporären Deformation des Unterfahrschutzelements führen. Dadurch besitzt das Unterfahrschutzelement also zum Teil elastische beziehungsweise federnde Eigenschaften.As described, the intermediate layer section is formed from an at least partially flexible material. In addition, this material preferably has a very high flexural rigidity in order to increase the overall flexural rigidity of the underride protection element. For example, this intermediate layer section can have a total thickness in the range between, for example, 4 and 8 millimeters, preferably in the range of approximately 6 millimeters. This thickness corresponds to the distance between the first and second wall of the underride protection element. An underrun protection element with a total thickness in a first direction of, for example, a maximum of 1 centimeter, in particular less than 1 centimeter, can thus be provided. In addition, the intermediate layer section is preferably formed from a material which is at least partially designed to be elastic or reversibly deformable. This can be provided, for example, by using a foam or foam material. It is therefore a further very advantageous embodiment of the invention if the intermediate layer section is formed from a foam, in particular a closed-pore plastic foam. Due to the closed-cell formation of such a foam, the hermetic sealing of the hollow chamber in the intermediate layer section can be ensured in a simple manner. In addition, such a hardened plastic foam enables on the one hand a particularly high flexural rigidity and at the same time a certain degree of flexibility or elasticity. This in turn makes it possible to assemble the intermediate layer section in the first direction mentioned from two halves, each of which has depressions or troughs facing one another, through which the hollow chamber mentioned is ultimately provided in the assembled state. The at least partially flexible design of this intermediate layer section or the foam provides an additional self-sealing effect. The two halves of the intermediate layer section mentioned can then be placed on top of one another in a simple manner and, for example, glued to one another with an adhesive layer located between them. A hollow chamber integrated into the intermediate layer section can thus be provided in a particularly simple manner without additional sealing measures, since the sealing effect can be provided solely by the material of the intermediate layer section. However, the at least partially flexible design of the intermediate layer section material has another advantageous function: it means that at least slight pressure loads on the underride protection element from the outside result in only temporary deformation of the underride protection element, for example. As a result, the underrun protection element has elastic or resilient properties in part.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Hohlkammer in eine erste Richtung durch eine erste Zwischenschichtwandung begrenzt und entgegen der ersten Richtung durch eine zweite Zwischenschichtwandung begrenzt, wobei das Unterfahrschutzelement mindestens ein Versteifungselement aufweist, welches innerhalb der Hohlkammer angeordnet ist und die erste Zwischenschichtwandung und die zweite Zwischenschichtwandung miteinander verbindet und aus einem gleichen Material wie der Zwischenschichtabschnitt ist. Insbesondere kann ein solches Versteifungselement beispielsweise auch einstückig mit dem Zwischenschichtabschnitt ausgebildet sein. Durch mindestens ein solches Versteifungselement ist es vorteilhafterweise möglich, dass sich die Hohlkammer einerseits über einen sehr großen Bereich erstreckt, gleichzeitig durch ein solches Versteifungselement für ausreichend Steifigkeit des Unterfahrschutzelements gesorgt ist. Ein solches Versteifungselement kann sich beispielsweise in eine Längsrichtung erstrecken, die sich senkrecht zur oben genannten ersten Richtung erstreckt. Die erste Richtung korrespondiert dabei vorzugsweise zu einer Fahrzeughochrichtung in dem bestimmungsgemäßen Einbauzustand des Unterfahrschutzelements am Kraftfahrzeug. Dabei können zudem auch mehrere solche Versteifungselemente vorgesehen sein. Diese sorgen letztendlich dafür, dass die Hohlkammer beziehungsweise das Hohlkammervolumen in einer Art Kanalsystem verläuft. Somit lässt sich eine mögliche Deformation oder Beschädigung dennoch großflächig sensieren bzw. erfassen und gleichzeitig ausreichend Stabilität bereitstellen.In a further very advantageous embodiment of the invention, the hollow chamber is delimited in a first direction by a first intermediate layer wall and is delimited opposite to the first direction by a second intermediate layer wall, with the underride protection element having at least one stiffening element which is arranged inside the hollow chamber and the first intermediate layer wall and joining the second interface wall together and of a same material as the interface layer section is. In particular, such a stiffening element can also be formed in one piece with the intermediate layer section, for example. With at least one such stiffening element, it is advantageously possible for the hollow chamber to extend over a very large area, while at the same time such a stiffening element ensures sufficient rigidity of the underride protection element. Such a stiffening element can extend, for example, in a longitudinal direction that extends perpendicularly to the first direction mentioned above. The first direction preferably corresponds to a vehicle vertical direction in the intended installation state of the underrun protection element on the motor vehicle. In addition, several such stiffening elements can also be provided. These ultimately ensure that the hollow chamber or the hollow chamber volume runs in a kind of channel system. Thus, a possible deformation or damage can still be sensed or detected over a large area and at the same time sufficient stability can be provided.

Dadurch wäre es prinzipiell auch möglich, dass sich die genannte Hohlkammer über den gesamten Unterfahrschutzbereich erstreckt. Wie beschrieben, ist es dennoch vorteilhaft, das Unterfahrschutzelement in bestimmten Anbindungsbereichen am Kraftfahrzeug anordnen zu können, wobei diese Anbindungsbereiche vorzugsweise nicht nur in einem Randbereich des Unterfahrschutzelements angeordnet sind. Daher ist es bevorzugt, wenn sich eine solche Hohlkammer nicht über den kompletten Bereich des Unterfahrschutzelements senkrecht zur ersten Richtung erstreckt. Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn in mehreren in einer zweiten Richtung, die insbesondere senkrecht zur definierten ersten Richtung verläuft, nebeneinander angeordneten, voneinander separierten Bereichen zwischen der ersten und zweiten Wand jeweils ein Zwischenschichtabschnitt mit einer integrierten Hohlkammer angeordnet ist. Mit anderen Worten können in der genannten zweiten Richtung mehrere voneinander separierte definierte Bereiche vorgesehen sein, in denen also jeweils eine eigene Hohlkammer integriert ist, wobei jeder dieser Bereiche mit den jeweiligen Zwischenschichtabschnitten und den integrierten Hohlkammern wie bereits beschrieben ausgebildet sein kann. Für eine jeweilige Hohlkammer kann also entsprechend ein Kopplungsbereich vorgesehen sein, über welchen die jeweilige Hohlkammer mit einer entsprechenden Druckerfassungseinrichtung gekoppelt ist. Beispielsweise kann an jede dieser Kammern im Kopplungsbereich ein Druckschlauch angeschlossen sein, der zu einem korrespondierenden Drucksensor führt. Zwischen den jeweiligen separierten Bereichen können entsprechend die Anbindungsbereiche zur Anbindung des Unterfahrschutzelements am Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine großflächige Drucksensierung und gleichzeitig eine einfache und stabile Anbindungsmöglichkeit des Unterfahrschutzelements am Kraftfahrzeug.As a result, it would also be possible in principle for said hollow chamber to extend over the entire underride protection area. As described, it is nevertheless advantageous to be able to arrange the underride protection element in specific connection areas on the motor vehicle, with these connection areas preferably not only being arranged in an edge area of the underride protection element. It is therefore preferred if such a hollow chamber does not extend perpendicularly to the first direction over the entire area of the underride protection element. It is therefore a further very advantageous embodiment of the invention if an intermediate layer section with an integrated hollow chamber is arranged in a plurality of mutually separated regions arranged next to one another in a second direction, which runs in particular perpendicularly to the defined first direction . In other words, several defined areas separated from one another can be provided in the named second direction, in each of which a separate hollow chamber is integrated, wherein each of these areas can be designed with the respective intermediate layer sections and the integrated hollow chambers as already described. Accordingly, a coupling area can be provided for a respective hollow chamber, via which the respective hollow chamber is coupled to a corresponding pressure detection device. For example, a pressure hose leading to a corresponding pressure sensor can be connected to each of these chambers in the coupling area. The connection areas for connecting the underride protection element to the motor vehicle can be provided accordingly between the respective separated areas. This enables pressure to be sensed over a large area in a simple manner and at the same time enables the underride protection element to be connected to the motor vehicle in a simple and stable manner.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Unterfahrschutzanordnung eine Auswerteeinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einer von der Druckerfassungseinrichtung erfassten Druckänderung zu überprüfen, ob eine mögliche Deformation oder Beschädigung zumindest eines Teils eines in einer ersten Richtung oberhalb der ersten Wand angeordneten Bauteils, insbesondere eines Gehäusebodens eines Batteriegehäuses, vorliegt, und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung ein Warnsignal auszugeben. Somit kann auf einfache und sichere Weise festgestellt werden, ob eine mögliche Beschädigung oder Deformation eines solchen Bauteils, wie zum Beispiel dem Gehäuseboden eines Batteriegehäuses, vorliegt. Zu diesem Zweck können zum Beispiel von der Druckerfassungseinrichtung erfasste Druckimpulse ausgewertet werden. Abhängig von der Höhe eines solchen Druckimpulses kann auf eine entsprechende Schlagkraft geschlossen werden, mit welcher ein Objekt auf die zweite Wand des Unterfahrschutzelements von außen aufgeschlagen ist. In Abhängigkeit von der Höhe einer solchen Schlagkraft lässt sich wiederum auf eine Wahrscheinlichkeit dafür schließen, dass eine Deformation oder Beschädigung vorliegt. Beispielsweise können zu diesem Zweck einfache Grenzwerte für einen solchen erfassten Druckimpuls vorgesehen werden. Überschreitet ein erfasster Druckimpuls einen solchen vorbestimmten Grenzwert, kann entsprechend über die Auswerteeinrichtung ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden. Es können aber auch je nach Höhe des Druckimpulses verschiedene Warnsignale mit unterschiedlicher Dringlichkeit vorgesehen werden. Somit kann auf einfache und vorteilhafte Weise ein Auswertesystem für die durch den Drucksensor erfassten Druckschwankungen bereitgestellt werden, welches dafür vorgesehen ist, aus diesen auf eventuelle Deformationen eines Batteriegehäuses zu schließen und im Falle einer erkannten Deformation zumindest ein Warnsignal zu erzeugen.In a further advantageous embodiment of the invention, the underrun protection arrangement has an evaluation device which is designed to check, as a function of a pressure change detected by the pressure detection device, whether there is a possible deformation or damage to at least one part of a wall arranged in a first direction above the first wall Component, in particular a housing base of a battery housing, is present, and output a warning signal depending on a result of the check. It can thus be determined in a simple and reliable manner whether such a component, such as the housing base of a battery housing, is possibly damaged or deformed. For this purpose, for example, pressure pulses detected by the pressure detection device can be evaluated. Depending on the level of such a pressure pulse, a corresponding impact force can be inferred with which an object hit the second wall of the underride protection element from the outside. Depending on the level of such an impact force, it is again possible to conclude that a deformation or damage is present. For example, simple limit values can be provided for such a detected pressure pulse for this purpose. If a detected pressure pulse exceeds such a predetermined limit value, a corresponding warning signal can be output via the evaluation device. However, depending on the magnitude of the pressure pulse, different warning signals with different levels of urgency can also be provided. Thus, an evaluation system for the pressure fluctuations detected by the pressure sensor can be provided in a simple and advantageous manner, which is intended to infer possible deformations of a battery housing from these and to generate at least one warning signal if a deformation is detected.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batterieanordnung mit einer erfindungsgemäßen Unterfahrschutzanordnung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Die für die erfindungsgemäße Unterfahrschutzanordnung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten damit in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Batterieanordnung.Furthermore, the invention also relates to a battery arrangement with an underride protection arrangement according to the invention or one of its configurations. The advantages mentioned for the underride protection arrangement according to the invention and its configurations therefore apply in the same way to the battery arrangement according to the invention.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Batterieanordnung eine Batterie aufweist, die ein Batteriegehäuse und mindestens eine darin angeordnete Batteriezelle umfasst, wobei das Batteriegehäuse einen Gehäuseboden aufweist, der in einer ersten Richtung zwischen der mindestens einen Batteriezelle und der ersten Wand der Unterfahrschutzanordnung angeordnet ist. Damit stellt dieser Gehäuseboden also das oben genannte Bauteil dar, in Bezug auf welches eine mögliche Beschädigung oder Deformation mittels der Auswerteeinrichtung erfasst werden kann. Dadurch kann für ein besonders hohes Maß an Sicherheit für die betreffende Batterie gesorgt werden. Bei dieser Batterie handelt es sich, wie eingangs beschrieben, vorzugsweise um eine Hochvoltbatterie. Entsprechend ist es bevorzugt, dass eine solche Batterie mehr als nur eine Batteriezelle umfasst, zum Beispiel mehrere, insbesondere vielzählige, Batteriezellen, insbesondere hunderte von Batteriezellen, die zum Beispiel auch zu Batteriemodulen zusammengefasst sein können. Bei einer solchen Batteriezelle kann es sich darüber hinaus um eine Lithium-Ionen-Batteriezelle handeln. Diese können zum Beispiel als prismatische Zellen, Rundzellen oder Pouchzellen bereitgestellt sein.In this case, it is particularly advantageous if the battery arrangement has a battery which has a battery housing and at least one therein comprises arranged battery cell, wherein the battery housing has a housing base which is arranged in a first direction between the at least one battery cell and the first wall of the underrun protection arrangement. This housing base thus represents the above-mentioned component with respect to which possible damage or deformation can be detected by means of the evaluation device. This can ensure a particularly high level of safety for the battery in question. As described above, this battery is preferably a high-voltage battery. Accordingly, it is preferred that such a battery comprises more than just one battery cell, for example several, in particular numerous, battery cells, in particular hundreds of battery cells, which can also be combined into battery modules, for example. Such a battery cell can also be a lithium-ion battery cell. These can be provided, for example, as prismatic cells, round cells or pouch cells.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Unterfahrschutzanordnung oder eine ihrer Ausgestaltungen, sowie insbesondere auch mit einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Das Kraftfahrzeug kann zum Beispiel als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Batterieanordnung in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet. Das Unterfahrschutzelement ist in Fahrzeughochrichtung betrachtet unterhalb der Batterie angeordnet.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with an underride protection arrangement according to the invention or one of its configurations, and in particular also with a battery arrangement according to the invention or one of its configurations. The motor vehicle can be embodied, for example, as an electric or hybrid vehicle. The battery arrangement is preferably arranged in an underbody area of the motor vehicle. The underride protection element is arranged below the battery when viewed in the vertical direction of the vehicle.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Erfassen eines Aufpralls eines Objekts auf ein Unterfahrschutzelement, welches eine erste Wand und eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand aufweist, die in einem Abstand zur ersten Wand angeordnet ist, und einen zumindest in einem Bereich zwischen der ersten und zweiten Wand angeordneten Zwischenschichtabschnitt aus einem zumindest zum Teil flexiblen Material. Dabei ist in dem Zwischenschichtabschnitt wenigstens eine Hohlkammer integriert, die zumindest bis auf einen Kopplungsbereich hermetisch abgeschlossen ist, wobei mittels einer Druckerfassungseinrichtung die über den Kopplungsbereich mit der Hohlkammer gekoppelt ist, eine Druckänderung in der Hohlkammer erfasst wird und in Abhängigkeit von der Druckänderung der Aufprall des Objekts erfasst wird.Furthermore, the invention also relates to a method for detecting an impact of an object on an underride protection element, which has a first wall and a second wall opposite the first wall, which is arranged at a distance from the first wall, and at least in an area between the First and second wall arranged intermediate layer portion made of an at least partially flexible material. At least one hollow chamber is integrated in the intermediate layer section, which is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area, a pressure detection device which is coupled to the hollow chamber via the coupling area being used to detect a pressure change in the hollow chamber and, depending on the pressure change, the impact of the Object is detected.

Die für die erfindungsgemäße Unterfahrschutzanordnung und ihre Ausführungsbeispiele genannten Vorteile gelten auch in entsprechender Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages mentioned for the underride protection arrangement according to the invention and its exemplary embodiments also apply in a corresponding manner to the method according to the invention.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Unterfahrschutzanordnung und der Batterieanordnung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the underride protection arrangement according to the invention and the battery arrangement. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Batterieanordnung und einer Unterfahrschutzanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Draufsicht auf eine Querschnittsdarstellung der Unterfahrschutzanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Querschnittsdarstellung in einer Seitenansicht der Unterfahrschutzanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine schematische Querschnittsdarstellung in einer Draufsicht der Unterfahrschutzanordnung mit einer in einen Zwischenschichtabschnitt integrierten Hohlkammer ohne Versteifungselemente, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Draufsicht auf eine Unterfahrschutzanordnung mit einer in einen Zwischenschichtabschnitt integrierten Hohlkammer mit mehreren in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Versteifungselementen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
6 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Draufsicht der Unterfahrschutzanordnung mit zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Versteifungselementen in der in den Zwischenschichtabschnitt integrierten Hohlkammer.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a schematic representation of a motor vehicle with a battery arrangement and an underride protection arrangement according to an embodiment of the invention;
2 a schematic plan view of a cross-sectional representation of the underride protection arrangement according to an embodiment of the invention;
3 a schematic cross-sectional representation in a side view of the underride protection arrangement according to an embodiment of the invention;
4 a schematic cross-sectional illustration in a plan view of the underride protection arrangement with a hollow chamber integrated into an intermediate layer section without stiffening elements, according to an exemplary embodiment of the invention;
5 a schematic cross-sectional representation of a top view of an underride protection arrangement with a hollow chamber integrated into an intermediate layer section with a plurality of stiffening elements running in the transverse direction of the vehicle, according to an exemplary embodiment of the invention; and
6 a schematic cross-sectional view of a top view of the underride protection arrangement with two stiffening elements running in the longitudinal direction of the vehicle in the hollow chamber integrated in the intermediate layer section.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Batterieanordnung 12 und einer Unterfahrschutzanordnung 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel umfasst die Batterieanordnung eine Batterie 16, die als Hochvoltbatterie ausgebildet ist. Diese Batterie 16 umfasst wiederum ein Batteriegehäuse 18 mit einem Gehäuseboden 18a und mehreren im Gehäuse 18 angeordneten Batteriemodulen 20. Jedes dieser Batteriemodule 20 umfasst wiederum mehrere Batteriezellen 22, von denen exemplarisch nur drei dargestellt sind. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 10 with a battery arrangement 12 and an underride protection arrangement 14 according to an exemplary embodiment of the invention. In this example, the battery arrangement includes a battery 16, which is designed as a high-voltage battery. This battery 16 in turn comprises a battery housing 18 with a housing base 18a and a plurality of battery modules 20 arranged in the housing 18. Each of these battery modules 20 in turn comprises a plurality of battery cells 22, of which only three are shown as an example.

Weiterhin umfasst die Batterieanordnung 12 die Unterfahrschutzanordnung 14, die wiederum ein Unterfahrschutzelement 24 aufweist, welches detaillierter in 2 dargestellt ist. Insbesondere zeigt 2 dabei eine schematische Darstellung der Unterfahrschutzanordnung 14 in einer Draufsicht auf die z-Achse, die bei der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Unterfahrschutzanordnung 14 am Kraftfahrzeug 10 zu einer Fahrzeughochachse korrespondiert. Diese Unterfahrschutzanordnung 14 ist nun gleichzeitig zur Drucksensierung ausgebildet, wie dies später näher erläutert wird. Über eine solche Drucksensierung kann vorteilhafterweise ein Aufprall eines Objekts, wie zum Beispiel eines Steins oder ähnliches, von unten auf den Unterfahrschutz beziehungsweise das Unterfahrschutzelement 24 detektiert werden. Daraus wiederum kann auf eine mögliche Deformation oder Beschädigung des Unterfahrschutzelements 24 und insbesondere der darüber angeordneten Batterie 16 geschlossen werden.Furthermore, the battery arrangement 12 includes the underride protection arrangement 14, which in turn has an underride protection element 24, which is described in more detail in FIG 2 is shown. In particular shows 2 a schematic representation of the underride protection arrangement 14 in a plan view of the z-axis, which corresponds to a vehicle vertical axis in the intended installation position of the underride protection arrangement 14 on the motor vehicle 10 . This underrun protection arrangement 14 is now simultaneously designed for pressure sensing, as will be explained in more detail later. An impact of an object, such as a stone or the like, from below on the underride protection or the underride protection element 24 can advantageously be detected via such a pressure sensor. From this, in turn, a possible deformation or damage to the underride protection element 24 and in particular to the battery 16 arranged above it can be inferred.

Weiterhin ist das Unterfahrschutzelement 24, wie in 1 veranschaulicht, in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Batterie 16 angeordnet. Das Unterfahrschutzelement 24 ist weiterhin unterseitig am Kraftfahrzeug 10 befestigt, zum Beispiel verschraubt. Das Unterfahrschutzelement 24 ist zudem flächig ausgebildet und kann sich zum Beispiel über einen Großteil der Fläche zwischen den Radachsen 26 in Fahrzeuglängsrichtung und auch über einen Großteil der Fahrzeugbreite in Fahrzeugquerrichtung, die zur hier dargestellten y-Richtung korrespondiert, erstrecken. Weiterhin ist das Unterfahrschutzelement 24 in einem Mehrschichtaufbau gefertigt, wie dies ebenfalls später näher erläutert wird. Furthermore, the underrun protection element 24, as in 1 illustrated, arranged below the battery 16 in the vehicle vertical direction. The underrun protection element 24 is also attached to the underside of the motor vehicle 10, for example screwed. The underrun protection element 24 is also flat and can, for example, extend over a large part of the area between the wheel axles 26 in the vehicle longitudinal direction and also over a large part of the vehicle width in the vehicle transverse direction, which corresponds to the y-direction shown here. Furthermore, the underride protection element 24 is manufactured in a multi-layer structure, as will also be explained in more detail later.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein solches Unterfahrschutzelement 24 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel weist das Unterfahrschutzelement 24 in Fahrzeugquerrichtung mehrere nebeneinander angeordnete einzelne Bereiche B1, B2, B3, B4 auf. Zwischen diesen Bereichen B1, B2, B3, B4 können Anbindungsbereiche 28 zur Befestigung des Unterfahrschutzelements 24 an einer Unterseite des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehen sein. Der Schichtaufbau des Unterfahrschutzelements 24 in einem jeweiligen solchen Bereich B1, B2, B3, B4 ist in einem Querschnitt schematisch in 3 dargestellt. 2 shows a schematic plan view of such an underride protection element 24 according to an embodiment of the invention. In this example, the underride protection element 24 has a plurality of individual regions B1, B2, B3, B4 arranged next to one another in the transverse direction of the vehicle. Between these areas B1 , B2 , B3 , B4 , attachment areas 28 for attaching the underride protection element 24 to an underside of the motor vehicle 10 can be provided. The layer structure of the underride protection element 24 in a respective such area B1, B2, B3, B4 is shown schematically in a cross section in FIG 3 shown.

3 zeigt dabei insbesondere einen Querschnitt durch einen solchen Bereich B1, B2, B3, B4 senkrecht zur y-Richtung, die zur Fahrzeugquerrichtung korrespondiert. Das Unterfahrschutzelement 24 weist eine erste Wand 30 und eine der ersten Wand 30 gegenüberliegende zweite Wand 32 auf, die in einem Abstand d0 zur ersten Wand 30 angeordnet ist. Die erste Wand 30 kann zum Beispiel eine dem Kraftfahrzeug 10 beziehungsweise eine dem Gehäuseboden 18a der Batterie 16 zugewandte Wand 30 darstellen. Vorzugsweise sind diese beiden Wände 30, 32 als Glaslagen, insbesondere einem Faserverbundmaterial mit Glasfasern, ausgebildet. Diese Glaslagen 30, 32 können zum Beispiel eine Dicke d1 von zirka 1 Millimeter aufweisen. Zwischen diesen beiden Wänden 30, 32 ist ein Zwischenschichtabschnitt 34 angeordnet, der als Schaumeinleger 34 ausgestaltet ist. Der Schaumeinleger 34 weist vorzugsweise eine Dicke d0 im Bereich von zirka 6 Millimetern auf. Dies korrespondiert entsprechend zum Abstand d0 zwischen der ersten und zweiten Wand 30, 32. Damit ist ein besonders kompakter Aufbau des Unterfahrschutzelements 24 in Fahrzeughochrichtung bereitgestellt. Dieser Schaumeinleger 34 kann dabei zweiteilig ausgeführt sein, insbesondere in Bezug auf die z-Richtung, mit einem ersten Teil 34a und einem zweiten Teil 34b. Dieser Schaumeinleger 34 ist aus einem elastischen beziehungsweise flexiblen Material, insbesondere einem geschlossenporigen Kunststoffschaum, gebildet. Zudem ist der Schaumeinleger 34 biegesteif ausgeführt, insbesondere so, dass hierdurch die Biegesteifigkeit des gesamten Unterfahrschutzelements 24 im Vergleich zu einer Anordnung ohne einen solchen Schaumeinleger 34 erhöht ist. 3 shows in particular a cross section through such a region B1, B2, B3, B4 perpendicular to the y-direction, which corresponds to the transverse direction of the vehicle. The underride protection element 24 has a first wall 30 and a second wall 32 which is opposite the first wall 30 and is arranged at a distance d0 from the first wall 30 . The first wall 30 can represent, for example, a wall 30 facing the motor vehicle 10 or the housing base 18a of the battery 16 . These two walls 30, 32 are preferably designed as glass layers, in particular a fiber composite material with glass fibers. These glass layers 30, 32 can have a thickness d1 of approximately 1 millimeter, for example. Between these two walls 30, 32 there is an intermediate layer section 34 which is designed as a foam insert 34. The foam insert 34 preferably has a thickness d0 in the range of approximately 6 millimeters. This corresponds to the distance d0 between the first and second wall 30, 32. This provides a particularly compact design of the underride protection element 24 in the vertical direction of the vehicle. This foam insert 34 can be designed in two parts, in particular in relation to the z-direction, with a first part 34a and a second part 34b. This foam insert 34 is made of an elastic or flexible material, in particular a closed-pore plastic foam. In addition, the foam insert 34 is designed to be rigid, in particular in such a way that the flexural rigidity of the entire underride protection element 24 is increased in comparison to an arrangement without such a foam insert 34 .

Weiterhin ist in diesen Schaumeinleger 34 eine Hohlkammer 36 integriert. Dies lässt sich einfach dadurch realisieren, indem zum Beispiel die beiden Teile 34a, 34b des Schaumeinlegers 34 mit entsprechenden Vertiefungen beziehungsweise zueinander korrespondierenden Aussparungen ausgeführt werden, die zusammen die Hohlkammer 36 bilden. Durch die geschlossenporige Ausbildung des Schaumeinlegers 34 ist zudem eine hermetische Abdichtung der Hohlkammer 36, zumindest bis auf einen Kopplungsbereich 38 (vergleiche zum Beispiel 4) bereitgestellt. Zudem sind aufgrund der Flexibilität des Schaumeinlegermaterials auch keine zusätzlichen Dichtmaßnahmen erforderlich. Die beiden Schaumeinlegerteile 34a, 34b können zum Beispiel einfach aufeinander geklebt werden.Furthermore, a hollow chamber 36 is integrated into this foam insert 34 . This can be easily implemented by, for example, designing the two parts 34a, 34b of the foam insert 34 with corresponding depressions or corresponding recesses, which together form the hollow chamber 36. Due to the closed-pore design of the foam insert 34, a hermetic seal of the hollow chamber 36 is also possible, at least with the exception of a coupling area 38 (cf 4 ) provided. In addition, no additional sealing measures are required due to the flexibility of the foam insert material. The two foam insert parts 34a, 34b can, for example, simply be glued to one another.

Diese integrierte Hohlkammer 36 ist nun vorteilhafterweise über den genannten Kopplungsbereich 38 mit einer Druckerfassungseinrichtung 40 gekoppelt, die zum Beispiel auch in 2 veranschaulicht ist. Insbesondere kann dabei jeder Hohlkammer 36 eines jeweiligen Bereichs B1, B2, B3, B4 eine solche Druckerfassungseinrichtung 40 zugeordnet sein, die dazu ausgelegt ist, eine Druckänderung innerhalb der betreffenden Hohlkammer 36 zu erfassen. Beispielsweise kann eine solche Druckerfassungseinrichtung einen Drucksensor 42 umfassen, der über einen Druckschlauch 44 mit der Hohlkammer 36 über den Kopplungsbereich 38 gekoppelt ist. Dabei kann dieser Druckschlauch 44 fluidisch mit dem Innenraum der Hohlkammer 36 verbunden sein oder durch eine entsprechende Membran im Kopplungsbereich 38 auch separiert sein. Über diese Membran ist dennoch ein Druckausgleich zwischen der Hohlkammer 36 und dem Innenvolumen des Druckschlauchs 44 möglich, sodass eine Druckänderung in der Hohlkammer 36 über den Druckschlauch 44 unmittelbar auf den Drucksensor 42 übertragen werden kann. Im letztgenannten Fall ist die Hohlkammer 36 vollständig hermetisch abgedichtet. Eine mittels des Drucksensors 42 erfasste Druckänderung kann zudem durch eine Auswerteeinrichtung 46 ausgewertet werden. Diese ist ebenfalls Teil der Unterfahrschutzanordnung 14 beziehungsweise der Batterieanordnung 12 und kann auf Basis der von den Drucksensoren 42 erfassten Signale ermitteln, ob eine mögliche Deformation oder Beschädigung des Gehäusebodens 18a des Batteriegehäuses 18 vorliegt. Ist dies der Fall, so kann die Auswerteeinrichtung 46 zum Beispiel ein Warnsignal ausgeben oder auch eine weitere Maßnahme einleiten.This integrated hollow chamber 36 is now advantageously coupled via the aforementioned coupling region 38 to a pressure detection device 40, which can also be found, for example, in 2 is illustrated. In particular, each hollow chamber 36 of a respective region B1, B2, B3, B4 can be assigned such a pressure detection device 40 which is designed to detect a pressure change within the relevant hollow chamber 36. For example, such a pressure detection device can include a pressure sensor 42 which is coupled to the hollow chamber 36 via a pressure hose 44 via the coupling area 38 . This pressure hose 44 can be fluidically connected to the interior of the hollow chamber 36 or it can also be separated by a corresponding membrane in the coupling area 38 . A pressure equalization between the hollow chamber 36 and the inner volume of the pressure hose 44 is nevertheless possible via this membrane, so that a pressure change in the hollow chamber 36 can be transmitted directly to the pressure sensor 42 via the pressure hose 44 . In the latter case, the hollow chamber 36 is completely hermetically sealed. A pressure change detected by the pressure sensor 42 can also be evaluated by an evaluation device 46 . This is also part of the underride protection arrangement 14 or the battery arrangement 12 and can determine on the basis of the signals detected by the pressure sensors 42 whether there is a possible deformation or damage to the housing base 18a of the battery housing 18 . If this is the case, the evaluation device 46 can, for example, issue a warning signal or also initiate another measure.

Die Integration einer solchen Hohlkammer 36 zur Drucksensierung in das Unterfahrschutzelement 24 ist besonders vorteilhaft, da dies zum einen eine besonders bauraumeffiziente und kostengünstige Umsetzung der Drucksensierung erlaubt, da vor allem keine zusätzlichen aufwendigen Dichtmaßnahmen zur Abdichtung einer solchen Hohlkammer 36 erforderlich sind. Außerdem kann auf Dichtungen zwischen dem Unterfahrschutzelement 24 und dem Gehäuseboden 18a verzichtet werden, wodurch in diesem Zwischenraum befindliches Wasser deutlich einfacher ablaufen kann, wodurch wiederum das Korrosionsrisiko gesenkt wird.The integration of such a hollow chamber 36 for pressure sensing in the underride protection element 24 is particularly advantageous because it allows the pressure sensing to be implemented in a particularly space-efficient and cost-effective manner, since no additional complex sealing measures are required to seal such a hollow chamber 36 . In addition, there is no need for seals between the underride protection element 24 and the housing base 18a, as a result of which water located in this intermediate space can drain off much more easily, which in turn reduces the risk of corrosion.

Um die Stabilität des Unterfahrschutzelements 24 trotz dieser integrierten Hohlkammern 36 weiter zu steigern, ist es zudem möglich, in diesen Hohlkammern Versteifungselemente 48 vorzusehen, wie diese zum Beispiel in 5 und 6 veranschaulicht sind. 5 und 6 zeigen analog zu 4 eine Querschnittsdarstellung des Unterfahrschutzelements 24 senkrecht zur z-Richtung, die zu einer Fahrzeughochrichtung korrespondiert. Diese Versteifungselemente 48 können hinsichtlich ihrer Geometrie beliebig ausgebildet sein und verbinden den unteren und oberen Teil 34b, 34a des Schaumeinlegers 34 miteinander. Insbesondere können diese Versteifungselemente 48 Teil des Schaumeinlegers 34 sein. Ein solches Versteifungselement 48 ist entsprechend in 3 schematische gestrichelt im Querschnitt senkrecht zur dargestellten y-Richtung veranschaulicht. Entsprechend kann ein jeweiliges solches Versteifungselement 48 ebenfalls zweiteilig ausgeführt sein, wobei ein Teil des Versteifungselements 48 Bestandteil des ersten Teils 34a des Schaumeinlegers 34 ist, und der untere Teil des Versteifungselements 48 ein Bestandteil des zweiten Teils 34b des Schaumeinlegers 34 ist. In 5 sind dabei mehrere parallel zueinander verlaufende Versteifungselemente 48 veranschaulicht, die in diesem Beispiel insbesondere mit ihrer Längserstreckungsrichtung exemplarisch parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufen, während die in 6 dargestellten Versteifungselemente 48 mit ihrer Längserstreckungsrichtung parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Grundsätzlich sind jedoch der geometrischen Ausbildung dieser Versteifungselemente 48 keine Grenzen gesetzt. Durch das Vorsehen solcher Versteifungselemente 48 ist die Hohlkammer 36 letztendlich in Form eines Kanalsystems bereitgestellt, wobei die einzelnen Kanäle der Hohlkammer 36 miteinander fluidisch verbunden sind. Durch diese Versteifungselemente 48 kann eine zusätzliche Versteifung des Unterfahrschutzelements 24 in den einzelnen Bereichen B1, B2, B3, B4 vorgesehen werden, in welchen die jeweiligen Hohlkammern 36 vorgesehen sind. Dennoch ist eine großflächige Drucksensierung über nahezu den ganzen Unterfahrschutzbereich möglich.In order to further increase the stability of the underride protection element 24 despite these integrated hollow chambers 36, it is also possible to provide stiffening elements 48 in these hollow chambers, such as those shown in 5 and 6 are illustrated. 5 and 6 show analogous to 4 a cross-sectional view of the underride protection element 24 perpendicular to the z-direction, which corresponds to a vertical direction of the vehicle. These stiffening elements 48 can be of any configuration with regard to their geometry and connect the lower and upper parts 34b, 34a of the foam insert 34 to one another. In particular, these stiffening elements 48 can be part of the foam insert 34 . Such a stiffening element 48 is shown in 3 schematically illustrated in dashed lines in cross section perpendicular to the y-direction shown. Correspondingly, such a stiffening element 48 can also be made in two parts, with part of the stiffening element 48 being part of the first part 34a of the foam insert 34 and the lower part of the stiffening element 48 being part of the second part 34b of the foam insert 34 . In 5 several stiffening elements 48 running parallel to one another are illustrated, which in this example in particular run parallel to the transverse direction of the vehicle with their direction of longitudinal extension, while in 6 illustrated stiffening elements 48 with their longitudinal direction parallel to the vehicle longitudinal direction. In principle, however, there are no limits to the geometric design of these stiffening elements 48 . By providing such stiffening elements 48, the hollow chamber 36 is ultimately provided in the form of a channel system, with the individual channels of the hollow chamber 36 being fluidically connected to one another. These stiffening elements 48 can provide additional stiffening of the underride protection element 24 in the individual areas B1, B2, B3, B4 in which the respective hollow chambers 36 are provided. Nevertheless, a large-area pressure sensing over almost the entire underride protection area is possible.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Drucksensierung integriert in den Unterfahrschutz durch definierte Hohlkammern in der Schaumstruktur des Unterfahrschutzes bereitgestellt werden kann. Dabei sind also Hohlkammern im Schaumeinleger des Unterfahrschutzes berücksichtigt, was eine direkte Integration definierter Hohlkammern in das Bauteil „Unterfahrschutz“ ermöglicht. Vorteilhafterweise sind so keine zusätzlichen Dichtmaßnahmen erforderlich, die Dichtigkeit ist reproduzierbar und diese Ausgestaltung bietet Potential für eine kostengünstige Umsetzung.Overall, the examples show how pressure sensing integrated into the underride protection can be provided by defined hollow chambers in the foam structure of the underride protection using the invention. Hollow chambers in the foam insert of the underrun protection are therefore taken into account , which enables a direct integration of defined hollow chambers into the “underrun protection” component. Advantageously, no additional sealing measures are required, the tightness is reproducible and this configuration offers potential for cost-effective implementation.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018129158 A1 [0003]
DE 102014203255 A1 [0004]
DE 102016122288 A1 [0005]

Claims

Underride protection arrangement (14) for a motor vehicle, comprising an underride protection element (24) with - a first wall (30, 32) and a second wall (32, 30) opposite the first wall (30, 32) and at a distance (d0) to the first wall (30, 32), and - an intermediate layer section (34) made of an at least partially flexible material and arranged at least in an area (B1, B2, B3, B4) between the first and second wall (30, 32). , characterized in that at least one hollow chamber (36) is integrated in the intermediate layer section (34) and is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area (38), the underrun protection arrangement (14) having a pressure detection device (40) which is connected via the coupling area ( 38) is coupled to the at least one hollow chamber (36) and is designed to detect a pressure change in the at least one hollow chamber (36).

Underrun protection arrangement (14) after claim 1 , characterized in that the pressure detection device (40) has a pressure sensor (42) and a pressure transmission device (44) which is designed to transmit a pressure change in the hollow chamber (36) to the pressure sensor (42), in particular wherein the pressure transmission device ( 44) comprises a pressure hose (44) connected to the coupling area (38) and leading to the pressure sensor (42).

Underrun protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and/or the second wall (30, 32) is made of a fiber composite material, in particular comprising glass and/or carbon, preferably with a thickness of 1 mm.

Underrun protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate layer section (34) is formed from a foam, in particular a closed-pore plastic foam.

Underrun protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one hollow chamber (36) is delimited in a first direction (z) by a first intermediate layer wall and is delimited counter to the first direction (z) by a second intermediate layer wall, wherein the underride protection element (24) has at least one stiffening element (48) which is arranged within the at least one hollow chamber (36) and connects the first intermediate layer wall and the second intermediate layer wall to one another and is made of the same material as the intermediate layer section (34).

Underrun protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that in a plurality of mutually separated areas (B1, B2, B3, B4) arranged next to one another in a second direction (x, y) between the first and second wall (30, 32 ) an intermediate layer section (34) with an integrated hollow chamber (36) is arranged in each case.

Underride protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the underride protection arrangement (14) has an evaluation device (46) which is designed to check, as a function of a pressure change detected by the pressure detection device (40), whether a possible deformation or damage to at least part of a component (18a) arranged in a first direction (z) above the first wall (30, 32), in particular a housing base (18a) of a battery housing (18), and depending on a result of the check issue a warning signal.

Battery arrangement (12) with an underrun protection arrangement (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery arrangement (12) has a battery (16) which comprises a battery housing (18) and at least one battery cell (22) arranged therein, wherein the battery housing (18) has a housing base (18a) which is arranged in a first direction (z) between the at least one battery cell (22) and the first wall (30, 32) of the underrun protection arrangement (14).

Motor vehicle (10) with an underrun protection arrangement (14) according to one of Claims 1 until 7 .

Method for detecting an impact of an object on an underride protection element (24), comprising - a first wall (30, 32) and a second wall (32, 30) opposite the first wall (30, 32) and at a distance from the first wall (30, 32), and - an intermediate layer section (34) made of an at least partially flexible material and arranged at least in one region (B1, B2, B3, B4) between the first and second wall (30, 32), characterized characterized in that at least one hollow chamber (36) is integrated in the intermediate layer section (34) and is hermetically sealed at least with the exception of a coupling area (38), by means of a pressure detection device (40) which is connected to the at least one hollow chamber ( 36) is coupled, a pressure change change in the at least one hollow chamber (36) is detected and the impact of the object is detected as a function of the pressure change.